H2S水合物生长过程在线观测及拉曼光谱特征研究

摘要

含硫天然气在低温高压下管输时,在管道中易形成含H2 S的混合气水合物,从而阻塞管道,腐蚀设备,影响采气系统的正常运行.了解H2 S水合物的生长速率对于天然气管道防堵具有一定的意义.同时,气体水合物具有储气能力,通过形成酸性气体水合物是储运和分离酸性气体的一种可行方法,获取H2 S水合物的笼占有率和水合指数有助于评估H2 S水合物的储气性能.基于熔融毛细硅管和在线观测系统,结合激光拉曼光谱技术,建立了H2 S水合物拉曼光谱分析与观测方法.显微观测了H2 S水合物的生长过程,证实了水合物生长主要受传质条件的控制,处于溶液中的H2 S水合物生长速率保持稳定;得到了H2 S水合物生长过程中拉曼光谱的变化信息,随着温度的降低,溶解态H2 S的S-H伸缩振动峰转变为H2 S水合物大笼和小笼中H2 S的S-H伸缩振动峰,液态水的O-H伸缩振动峰转变为水合物结构水O-H伸缩振动峰;通过拉曼光谱技术,证实常温下H2 S水合物为Ⅰ型水合物,并计算了大笼和小笼占有率分别为96.0％和80.9％,以及确定水合指数为6.23.H2 S水合物的高储气能力和稳定性为水合物法脱硫提供了有利支持.